古代自動化裝置指南車

㈠ 最早的車是誰發明的

指南車是我國古代偉大的發明之一，也是世界上最早的控制論機械之一。用英國著名科學史專家李約瑟的話說，中國古代的指南車「可以說是人類歷史上邁向控制論機器的第一步」，是人類「第一架體內穩定機」。

相傳在四千多年以前，我國南方有個九黎部族。有一年，他們的首領蚩尤，與炎帝族發生了沖突。於是，炎帝族和黃帝族聯合起來，在涿鹿同九黎族進行了一次激烈的戰斗。蚩尤使用魔法，造出漫天的大霧，把黃帝和他的軍隊團團圍在裡面。正當黃帝愁眉不展、萬分焦急的時候，一個叫風後的臣子做了一輛指南車。有了指南車的引導，黃帝統帥的軍隊沖破重重迷霧，終於戰勝了蚩尤。

據歷史記載，東漢時期傑出的科學家張衡發明過指南車，可是他的製造方法不久就失傳了。到了三國時，有個叫馬鈞的重新造出了指南車。這種車要用馬拉著走。車上裝有一個木頭做的「仙人」，無論車子怎祥改變方向，「仙人」總是面向南方，右手臂也指出南方。即使道路是圓形的，「仙人」也會隨著自動調整，指向南方。這是怎麼回事呢?

指南車與司南、指南針等相比在指南的原理上截然不同。它的車箱里裝著非常巧妙而復雜的機械。是一種雙輪獨轅車。它的中央有一個大平輪，木頭人就豎立在上面。在大平輪兩旁，裝著很多小齒輪。如果車子向左轉，右邊的車輪就會帶動小齒輪，小齒輪再帶動大平輪，使大平輪相反地向右轉。如果車子向右轉，同樣地，大平輪則向左轉。因此，只要指南車開動以前，先讓木頭人的右手指向南方，以後車子不論是向左轉還是向右轉，木頭人的右手就總是指向南方。指南車是利用齒輪的原理造成的。這種齒輪傳動類似現代汽車用的差動齒輪，相當於汽車中差動齒輪的逆向使用原理。這種指南車，可以說是世界上最早的自動化設備。

根據《西京雜記》記載，漢代皇帝的輿架中就列有指南車。可見，指南車最遲在西漢時代就出現了，張衡、馬鈞以後，我國又有一些科學家造出指南車，史書上都有記載。如南北朝的祖沖之、姚興，唐朝的金公立等都曾經製造過指南車，但都沒有留下有關指南車內部構造的記載。直到宋代吳德仁在宋徽宗大觀元年（1107），燕肅在宋仁宗天聖五年（1027），又先後製造了指南車。他們的指南車的製造方法和內部結構、部件尺寸在《宋史·輿服志》中都有比較詳細的記載。解放後，中國歷史博物館根據歷史文獻復制出了指南車的模型。

指南車設計的關鍵在於對自動離合的齒輪系統的應用，這種輪系結構相當於現代機械結構中的差動齒輪系統。中國古人遠在一千多年前，就已經掌握了如此巧妙的機構設計方法，實在令人感到驚嘆。指南車充分體現了中國古代機械製造的高超水平，是中國古代力學在實際應用中的卓越成就。

㈡ 我國古代都有哪些奇妙的「高科技」令人嘆為觀止

㈢ 古人對自動控制的貢獻有哪些

自動控制（automatic control）是指在沒有人直接參與的情況下，利用外加的設備或裝置，使機器、設備或生產過程的某個工作狀態或參數自動地按照預定的規律運行。自動控制是相對人工控制概念而言的。

最早的自動化控制要追溯到我國古代的自動化計時器和漏壺指南車，而自動化控制技術的廣泛應用則開始於歐洲的工業革命時期。英國人瓦特在發明蒸汽機的同時，應用反饋原理，於1788年發明了離心式調速器。當負載或蒸汽量供給發生變化時，離心式調速器能夠自動調節進氣閥的開度，從而控制蒸汽機的轉速。

在現代科學技術的眾多領域中，自動控制技術起著越來越重要的作用。自動控制是指在沒有人直接參與的情況下，利用外加的設備或裝置（稱控制裝置或控制器），使機器，設備或生產過程（統稱被控對象）的某個工作狀態或參數（即被控制量）自動地按照預定的規律運行。

自動控制理論是研究自動控制共同規律的技術科學。它的發展

配電自動化

初期，是以反饋理論為基礎的自動調節原理，主要用於工業控制，二戰期間為了設計和製造飛機及船用自動駕駛儀，火炮定位系統，雷達跟蹤系統以及其他基於反饋原理的軍用設備，進一步促進並完善了自動控制理論的發展。

㈣ 自動控制的歷史發展

最早的自動化控制要追溯到我國古代的自動化計時器和漏壺指南車，而自動化控制技術的廣泛應用則開始於歐洲的工業革命時期。英國人瓦特在發明蒸汽機的同時，應用反饋原理，於1788年發明了離心式調速器。當負載或蒸汽量供給發生變化時，離心式調速器能夠自動調節進氣閥的開度，從而控制蒸汽機的轉速。
150多年前第一代過程式控制制體系是基於5－13psi的氣動信號標准（氣動控制系統PCS，Pneumatic Control System）。簡單的就地操作模式，控制理論初步形成，尚未有控制室的概念。
第二代過程式控制制體系（模擬式或ACS,Analog Control System）是基於0－10mA或4－20mA的電流模擬信號，這一明顯的進步，在整整25年內牢牢地統治了整個自動控制領域。它標志了電氣自動控制時代的到來。控制理論有了重大發展，三大控制論的確立奠定了現代控制的基礎；控制室的設立，控制功能分離的模式一直沿用至今。
第三代過程式控制制體系（CCS，Computer Control System）.70年代開始了數字計算機的應用，產生了巨大的技術優勢，人們在測量，模擬和邏輯控制領域率先使用，從而產生了第三代過程式控制制體系（CCS，Computer Control System）。這個被稱為第三代過程式控制制體系是自動控制領域的一次革命，它充分發揮了計算機的特長，於是人們普遍認為計算機能做好一切事情，自然而然地產生了被稱為「集中控制」的中央控制計算機系統，需要指出的是系統的信號傳輸系統依然是大部分沿用4－20mA的模擬信號，但是時隔不久人們發現，隨著控制的集中和可靠性方面的問題，失控的危險也集中了，稍有不慎就會使整個系統癱瘓。所以它很快被發展成分布式控制系統（DCS）。
第四代過程式控制制體系（DCS，Distributed Control System分布式控制系統）：隨著半導體製造技術的飛速發展，微處理器的普遍使用，計算機技術可靠性的大幅度增加，目前普遍使用的是第四代過程式控制制體系（DCS，或分布式數字控制系統），它主要特點是整個控制系統不再是僅僅具有一台計算機，而是由幾台計算機和一些智能儀表和智能部件構成一個了控制系統。於是分散控製成了最主要的特徵。除外另一個重要的發展是它們之間的信號傳遞也不僅僅依賴於4－20mA的模擬信號，而逐漸地以數字信號來取代模擬信號。
第五代過程式控制制體系（FCS，Fieldbus Control System現場匯流排控制系統）：FCS是從DCS發展而來，就象DCS從CCS發展過來一樣，有了質的飛躍。「分散控制」發展到「現場控制」；數據的傳輸採用「匯流排」方式。但是FCS與DCS的真正的區別在於FCS有更廣闊的發展空間。由於傳統的DCS的技術水平雖然在不斷提高，但通信網路最低端只達到現場控制站一級，現場控制站與現場檢測儀表、執行器之間的聯系仍採用一對一傳輸的4-20mA模擬信號，成本高，效率低，維護困難，無法發揮現場儀表智能化的潛力，實現對
現場設備工作狀態的全面監控和深層次管理。所謂現場匯流排就是連接智能測
量與控制設備的全數字式、雙向傳輸、具有多節點分支結構的通信鏈路。簡
單地說傳統的控制是一條迴路，而FCS技術是各個模塊如控制器、執行器、檢測器等掛在一條匯流排上來實現通信，當然傳輸的也就是數字信號。主要的總
線有Profibus，LonWorks等。
1、 40年代--60年代初：
需求動力：市場競爭,資源利用，減輕勞動強度，提高產品質量，適應批量生產需要。主要特點：此階段主要為單機自動化階段，主要特點是:各種單機自動化加工設備出現，並不斷擴大應用和向縱深方向發展。典型成果和產品：硬體數控系統的數控機床。
2、60年代中--70年代初期：
需求動力：市場競爭加劇，要求產品更新快，產品質量高，並適應大中批量生產需要和減輕勞動強度。主要特點：此階段主要以自動生產線為標志，其主要特點是:在單機自動化的基礎上，各種組合機床、組合生產線出現，同時軟體數控系統出現並用於機床，CAD、CAM等軟體開始用於實際工程的設計和製造中，此階段硬體加工設備適合於大中批量的生產和加工。典型成果和產品：用於鑽、鏜、銑等加工的自動生產線。
3、70年代中期--至今：需求動力：市場環境的變化，使多品種、中小批量生產中普遍性問題愈發嚴重，要求自動化技術向其廣度和深度發展，使其各相關技術高度綜合，發揮整體最佳效能。主要特點：自70年代初期美國學者首次提出CIM概念至今，自動化領域已發生了巨大變化，其主要特點是:CIM已作為一種哲理、一種方法逐步為人們所接受；CIM也是一種實現集成的相應技術，把分散獨立的單元自動化技術集成為一個優化的整體。所謂哲理，就是企業應根據需求來分析並克服現存的「瓶頸」，從而實現不斷提高實力、競爭力的思想策略；而作為實現集成的相應技術，一般認為是:數據獲取、分配、共享；網路和通信；車間層設備控制器；計算機硬、軟體的規范、標准等。同時，並行工程作為一種經營哲理和工作模式自80年代末期開始應用和活躍於自動化技術領域，並將進一步促進單元自動化技術的集成。典型成果和產品：CIMS工廠，柔性製造系統(FMS)。
隨著現代應用數學新成果的推出和電子計算機的應用，為適應宇航技術的發展，自動控制理論跨入了一個新階段——現代控制理論。主要研究具有高性能，高精度的多變數變參數的最優控制問題，主要採用的方法是以狀態為基礎的狀態空間法。目前，自動控制理論還在繼續發展，正向以控制論，資訊理論，仿生學為基礎的智能控制理論深入。
為了實現各種復雜的控制任務，首先要將被控制對象和控制裝置按照一定的方式連接起來，組成一個有機的總體，這就是自動控制系統。在自動控制系統中，被控對象的輸出量即被控量是要求嚴格加以控制的物理量，它可以要求保持為某一恆定值，例如溫度，壓力或飛行航跡等；而控制裝置則是對被控對象施加控製作用的機構的總體，它可以採用不同的原理和方式對被控對象進行控制，但最基本的一種是基於反饋控制原理的反饋控制系統。
在反饋控制系統中，控制裝置對被控裝置施加的控製作用，是取自被控量的反饋信息，用來不斷修正被控量和控制量之間的偏差從而實現對被控量進行控制的任務，這就是反饋控制的原理。

㈤ 最早車是誰發明的

指南車是我國古代偉大的發明之一，也是世界上最早的控制論機械之一。用英國著名科學史專家李約瑟的話說，中國古代的指南車「可以說是人類歷史上邁向控制論機器的第一步」，是人類「第一架體內穩定機」。 相傳在四千多年以前，我國南方有個九黎部族。有一年，他們的首領蚩尤，與炎帝族發生了沖突。於是，炎帝族和黃帝族聯合起來，在涿鹿同九黎族進行了一次激烈的戰斗。蚩尤使用魔法，造出漫天的大霧，把黃帝和他的軍隊團團圍在裡面。正當黃帝愁眉不展、萬分焦急的時候，一個叫風後的臣子做了一輛指南車。有了指南車的引導，黃帝統帥的軍隊沖破重重迷霧，終於戰勝了蚩尤。 據歷史記載，東漢時期傑出的科學家張衡發明過指南車，可是他的製造方法不久就失傳了。到了三國時，有個叫馬鈞的重新造出了指南車。這種車要用馬拉著走。車上裝有一個木頭做的「仙人」，無論車子怎祥改變方向，「仙人」總是面向南方，右手臂也指出南方。即使道路是圓形的，「仙人」也會隨著自動調整，指向南方。這是怎麼回事呢? 指南車與司南、指南針等相比在指南的原理上截然不同。它的車箱里裝著非常巧妙而復雜的機械。是一種雙輪獨轅車。它的中央有一個大平輪，木頭人就豎立在上面。在大平輪兩旁，裝著很多小齒輪。如果車子向左轉，右邊的車輪就會帶動小齒輪，小齒輪再帶動大平輪，使大平輪相反地向右轉。如果車子向右轉，同樣地，大平輪則向左轉。因此，只要指南車開動以前，先讓木頭人的右手指向南方，以後車子不論是向左轉還是向右轉，木頭人的右手就總是指向南方。指南車是利用齒輪的原理造成的。這種齒輪傳動類似現代汽車用的差動齒輪，相當於汽車中差動齒輪的逆向使用原理。這種指南車，可以說是世界上最早的自動化設備。 根據《西京雜記》記載，漢代皇帝的輿架中就列有指南車。可見，指南車最遲在西漢時代就出現了，張衡、馬鈞以後，我國又有一些科學家造出指南車，史書上都有記載。如南北朝的祖沖之、姚興，唐朝的金公立等都曾經製造過指南車，但都沒有留下有關指南車內部構造的記載。直到宋代吳德仁在宋徽宗大觀元年（1107），燕肅在宋仁宗天聖五年（1027），又先後製造了指南車。他們的指南車的製造方法和內部結構、部件尺寸在《宋史·輿服志》中都有比較詳細的記載。解放後，中國歷史博物館根據歷史文獻復制出了指南車的模型。 指南車設計的關鍵在於對自動離合的齒輪系統的應用，這種輪系結構相當於現代機械結構中的差動齒輪系統。中國古人遠在一千多年前，就已經掌握了如此巧妙的機構設計方法，實在令人感到驚嘆。指南車充分體現了中國古代機械製造的高超水平，是中國古代力學在實際應用中的卓越成就。

㈥ 誰發明了指南車

對於指南車的發明者，有很多中說法，據史書記載，東漢張衡（公元78-139年）、三國時代魏國的馬鈞、南齊的祖沖之都曾製造過指南車。

不過其後又有歷史典籍顯示三國時馬鈞是第一個成功地製造指南車的人。《宋史·輿服志》則詳細地記載了燕肅和吳德仁所造指南車的結構和技術規范，成為世界史上最寶貴的工程學文獻。

(6)古代自動化裝置指南車擴展閱讀：

指南車工作原理

指南車其工作原理是，靠人力來帶動兩輪的指南車行走，從而帶動車內的木製齒輪轉動，來傳遞轉向時兩個車輪的差動，再來帶動車上的指向木人與車轉向的方向相反角度相同，使車上的木人指示方向。

不論車子轉向何方，木人的手始終指向指南車出發時設置木人指示的方向，「車雖回運而手常指南」。